Estimating concentrations of chlorophyll-a and suspended sediments in a continental aquatic ecosystem using remote sensing = Estimativa das concentrações de clorofila-a e sedimentos suspensos em um ecossistema aquático continental utilizando sensoriamento remoto

Abstract

Water is an important resource for life and as such, its monitoring is essential. The aim of this study therefore was to estimate concentrations of chlorophyll-a and total suspended solids (TSS) using orbital remote sensing data. The study area was the General Sampaio reservoir, located in the Curu River Basin, in the state of Ceará. The concentration of chlorophyll-a and sediments were mapped based on orbital images captured by the Operational Land Imager (OLI) sensor. The images were acquired on 14 September 2017 and 13 June 2018. The chlorophyll-a concentration was estimated using a model employing a ratio of the blue (450-510 nm) and green (530-590 nm) bands, and the TSS concentration was estimated from the red band (640-690 nm) of the OLI sensor. The chlorophyll-a concentration in September 2017 varied from 37.03 to 43.0 mg L-1, and in June 2018 it ranged from 42.9 to 62.2 mg L-1. The TSS concentration in September 2017 varied from 1.8 to 4.2 mg L-1, while in June 2018, a period that corresponded to the highest local rainfall, the variation was greater, between 2.1 and 17.73 mg L-1. The highest concentrations of suspended sediments were seen in the tributaries of the Curu River and the Salvação Stream. It was possible to estimate the concentrations of chlorophyll-a and TSS using orbital images. The reservoir water was classified as eutrophic throughout the study period. = A água é um recurso importante para a vida, logo seu monitoramento é essencial. Portanto, objetivou-se estimar as concentrações de clorofila-a e sólidos suspensos totais (SST) utilizando dados de sensoriamento remoto orbital. A área de estudo foi o reservatório General Sampaio, localizado na Bacia do rio Curu, no estado do Ceará. O mapeamento das concentrações de clorofila-a e sedimentos foram realizados com base em imagens orbitais captadas pelo sensor Operational Terra Imager - OLI. As imagens adquiridas referem-se às datas de 14 de setembro/2017 e 13 de junho/2018. A concentração de clorofila-a foi estimada utilizando um modelo que usa uma razão das bandas do azul (450-510 nm) e do verde (530-590 nm) e a estimativa da concentração de SST a partir da banda do vermelho (640-690 nm) do sensor OLI. A concentração de clorofila-a no mês de setembro/2017 variou de 37,03 a 43,0 mg L-1; e para o mês de junho/2018, variou de 42,9 a 62,2 mg L-1. Verificou-se que a concentração de SST, em setembro/2017, variou de 1,8 a 4,2 mg L-1, enquanto em junho/2018, essa variação foi mais elevada, entre 2,1 e 17,73 mg L-1, período que correspondeu à maior pluviometria local. As maiores concentrações de sedimentos suspensos foram observadas nas afluências do rio Curu e riacho Salvação. Foi possível estimar as concentrações de clorofila-a e SST utilizando imagens orbitais. A água do reservatório apresentou-se durante todo o período de estudo classificada como eutrófica.

Keywords

• eutrophication
• limnology
• pluviometry